铁路防灾系统
高速铁路专线防灾系统(李志超)
高速铁路专线防灾系统
（2）地震监测传感器
地震监测报警模式：S波（横波）报警系统，P波（纵波）检测 报警系统。 S波
报警系统 P波 报警系统 通过强震仪监测出S波，立即发出列车停止运行 的控制信息。 通过强震仪监测出的P波及强度，判别出震中、方向 和震级，利用P波走时快于S波，在对铁路危害较大的 S波到达铁路沿线前，提前发出列车停止运行的控制 信息。
(一)大风监测子系统
大风监测子系统使用的风速计安装在接触网支柱上， 每个监测点设置两套风速计，垂直于线路方向布置，距轨 面4 m。现场控制箱采用小型化结构，固定在接触网支柱 下部。当风速超过限制值时，报警信息上传到调度中心， 由列车调度员根据预案发布限速或停运命令。目前中国高 速铁路使用的超声波式风速计兼其雨最监测功能。
（2）日本
日本新干线由COSMOS（类似综合调度系统）的子系统CMS（信息监 视控制装置）。具体监控内容如下： 风速、雨量、积雪 地震 无缝线路温度监控
高速铁路专线防灾系统
（3）中国
目前国内铁路防灾系统的现状是因地区差异不同。比如乌鲁 木齐地区、沿海地区受风灾最为严重，其防风子系统就相对完善
XFYJ
31 32 33
SYWJF F5
2
SYWJ
1 3
XYWJF XYWJ
2 3 1
Z5
高速铁路专线防灾系统
（三）地震监测子系统 地震监测子系统采用力平衡加速度传感器、 强震动记录器及传输线缆等组成，安装在沿线变 电所或分区所。传感器判断出地震信号，将立即 作用于当地牵引变电所，切断接触网供电，同时 将信息传送至调度中心，列控系统将自动输出停 车信号。
设计目的及原则
接口故障不影响其他系统 故障自诊断和远程维护 防潮、防腐、耐湿、抗风、防雷 设备运行状态监视 及故障报警
高速铁路防灾安全监控系统
高速铁路防灾安全监控系统
一、国外高速铁路灾害监测监控系统
主要监测监控内容 ➢ 异物侵限（法国、西班牙、日本、韩国等） ➢ 风速（法国、西班牙、意大利、日本、韩国等） ➢ 地震（日本、法国地中海线、韩国） ➢ 积雪深度（日本、韩国） ➢ 降雨量 （日本、韩国）
服务对象 ➢ 列车调度员 ➢ 基础设施维护人员
☆作为新干线沿线的地震仪主要用于监测内陆地震(包括直下型地震)，一般 按每20km間隔设在变电站内。
☆当地震动加速度达到0.04g及以上时，地震监测系统通过与牵引供电和列 控系统的接口，立即使接触网断电、自动控制列车制动。
高速铁路防灾安全监控系统
法国地中海线沿线的地震仪
平均每10km安装一处，地震监测系统监测到地震后，铁路方面要首先与 法国国家地震部门验证，在得到确认后再人工向列车发限速命令：地震 动加速度0.04g≤a＜0.065g时限速170km/h，地震动加速度a ≥0.065g时停运。
D 外侧限 界
DP
监测范 围
1.435
5
2.4
5
4 监测范围
L
2
限
0o
界
坠落轨
迹
a
限界
20
o
坠落轨
迹
高速铁路防灾安全监控系统
☆发生异物侵限灾害时，电网断裂，通过与信号 列控系统的接口，使列车自动制动停车。电网 的特点是监测准确，能够产生“0”、“1”二种 状态，与信号系统接口使列车自动停车。
高速铁路防灾安全监控系统
二、高速铁路防灾安全监控系统
监控数据处理设备
调度所
交换机
数据库 磁盘 服务器 阵列
数据库 服务器
应用 服务器
铁路防灾安全监控系统
铁路防灾安全监控系统结合各线地理气候特点，为防止或降低自然灾害、突发事件对铁路运输的影响，满足运营维护部门的使用需求，沿线设置防灾安全监控系统。
防灾安全监控系统由风监测子系统、雨量监测子系统及异物侵限监控子系统组成。
系统采用统一的处理平台，由风、雨及异物侵限等现场监测设备、现场监控单元、监控数据处理设备、调度所设备、工务/通信/调度台防灾终端设备及传输网络等组成。
1.现场监测设备(1)风监测子系统1)现场设备风监测子系统现场设备由风速风向计、现场控制箱、传输电缆等组成。
现场监测设备采集到的数据传送到现场监控单元，再通过传输网络上传至监控数据处理设备。
2)设置地点风速风向监测点主要布点原则如下：①设计速度250km∕h及以上铁路沿线近20年极大风速值超过20m∕s的区段应设置风速风向监测点。
②铁路沿线山区城口、峡谷、河谷、桥梁及高路堤等区段宜设置风速风向监测点。
③山区t亚口、峡谷、河谷等区段风速风向监测点设置间距宜为Ikm~5km 桥梁、高路堤等区段宜为5km-10km o其他地段按IOkm左右间距布设。
3）设备设置风速风向计按非机械式双套设置，并远离现场障碍物干扰。
风速风向计安装于接触网支柱上。
根据铁科技[2013]35号《铁道部关于印发（高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统总体技术方案（暂行））的通知》，系统应据据报警级别、报警阈值、报警及解除时限、控制范围，对有效风速数据进行报警判定，生成大风监测报警及解除信息。
2、雨量监测子系统1）现场设备雨量监测子系统现场设备由雨量计、现场控制箱、传输电缆等组成。
2）设置地点雨量监测点主要布点原则如下：①雨量监测点应设置于路基地段及艰险山区铁路易发生滑坡、泥石流及危岩、落石或崩塌地段等处所。
②有昨轨道线路连续路基区段雨量监测点设置间距宜为15km~20km,无昨轨道线路连续路基区段雨量监测点设置间距宜为20km〜25km o3）设备设置雨量计采用非机械式，主要设置在大雨区间位于山坡山脚地带的填土路基以及可能发生滑坡、泥石流或路基下沉的路堑、路堤、隧道口等处，安装地点为无遮掩、宽敞的场所。
高速铁路防灾安全监控系统
高速铁路防灾安全监控系统高速铁路防灾安全监控系统文档1. 引言高速铁路是现代交通的重要组成部分，对于国家经济发展和人民生活起到了至关重要的作用。
然而，随着高速铁路的不断发展，其安全问题也越来越突出。
为了保障高速铁路的运行安全，我们需要建立一套高效可靠的监控系统，及时发现和处理各类安全隐患。
本文将详细介绍高速铁路防灾安全监控系统的设计原理和功能。
2. 设计原理高速铁路防灾安全监控系统的设计原理基于数据采集、数据传输与处理、数据分析与决策三个主要环节。
(1) 数据采集：系统依靠各类传感器、摄像头等设备，对高速铁路进行全方位、多角度的监测。
传感器可以监测温度、湿度、震动等物理参数，摄像头可以获取实时的图像信息。
通过这些设备，可以及时获得高速铁路的运行状态，并发现潜在的安全隐患。
(2) 数据传输与处理：采集到的数据需要通过传输设备及时传送到监控中心。
传输过程中需要保证数据的可靠性和实时性，以便在发生紧急情况时能够快速做出应对。
传输完成后，数据将被送至系统的后台，进行进一步的处理和分析。
(3) 数据分析与决策：通过对采集到的数据进行分析，确定当前高速铁路的运行状态，并通过算法进行预测，识别潜在的危险事故。
在分析的过程中，系统将会根据事先制定的安全标准，对数据进行评估和判定。
一旦系统检测到异常情况，将会立即向管理人员发出警报，并及时采取措施，确保人员和财产的安全。
3. 功能实现为了确保高速铁路防灾安全监控系统的效果和功能，我们提出以下几点实现建议：(1) 设备标准化：统一采用国际先进的设备标准，确保不同设备的兼容性和互操作性。
标准化设备的使用和维护更加简单方便，也便于后期的系统扩展。
(2) 网络建设：建立高速铁路专用的网络通信系统，确保数据传输的稳定和安全。
网络系统应包括主干网和支线网，覆盖整个高速铁路的范围。
此外，还应配置备用网络，以提供系统可靠性。
(3) 数据处理：建立高效的数据处理中心，配备强大的计算和存储设施。
防灾安全监测系统
防灾安全监测系统一、系统简介高铁防灾安全监测体系是实现对风速、降雨量、降雪量、地震、异物侵限等危及列车安全运行的自然灾害因素实时监测，对监测数据的分散式采集、综合分析，集中管理、及时掌握灾害发生动态，与调度指挥、牵引供电、列控系统、综合维修和应急救援等系统互相连通，构成对列车运输安全的保障体系。
高铁防灾安全监控报警系统主要由大风、雪深、降雨量、异物侵限、地震等监侧子系统构成。
系统主要由现场传感设备层、基站层、铁路局数据中心层设备和防灾终端层构成。
现场层为数据采集层，主要完成对风、雨、雪、异物侵限、地震信息数据的实时采集。
基站层为基站防灾监控单元，主要承担对采集、解析、处理、数据的汇集传输。
铁路局层接收传输数据，实现对数据的存储、处理、分析，将结果发送到调度中心防灾终端。
调度中心及其它业务防灾终端主要完成各监测信息的显示、报警以及行车建议的生成。
二、系统结构按照结构进行划分，高铁防灾安全监控系统主要由基站PLC监控单元层、现场传感器数据采集层、铁路局数据处理中心层和用户监控终端层四个层次部分构成，其结构图如图所示。
牵引供电系统牵引供电系统三、设计方案西宁到敦煌地理环境以黄土高原区和风沙干旱区为特色。
黄土高原灾害类型很多，如旱灾、水土流失、暴雨、滑坡、地裂缝及地震等等，但暴雨主要集中在东部，西部的降雨量很少，主要是风沙灾害与昼夜温差大。
因此，西宁到敦煌的防灾安全监控系统主要是针对大风天气、温度对轨道的影响、沙尘暴、地裂缝、落石、地面沉降以及水土冲击流失的监控。
管辖1.系统设计思路1)西宁到敦煌的行车路线主要经过武威、张掖、嘉峪关三座主要城市，同时距离兰州非常的近。
因此考虑在这六座城市设立防灾安全监控系统的调度所，放置防灾服务器和防灾终端。
2)在兰州设置总调度中心，负责统筹各站段的防灾安全监测数据，对全局内的列车进行总体调度，必要时可接管下属站段的调度权，保证行车安全。
3)铁路沿途设置监控单元，并针对各路段主要自然灾害的不同，监控单元的密度设置不同，以充分利用GSM-R的4MHz带宽。
铁路安全防灾监控系统产品方案
铁路安全防灾监控系统产品方案系统方案组成：1、各子系统组成及采用的传感器，如何实现上传数据，监控单元，数据处理设备；2、安全防灾监控系统网络处理架构；3、云计算在防灾系统中的应用；4、雷达监测手段的异物侵限监测；一、系统概述铁路安全防灾监控系统是监测铁路沿线风、雨、雪、洪水等自然灾害，隧道、桥梁、变电所、通信室等固定设施，以及突发事故的安全监控与报警系统。
该系统为综合调度中心提供预警信息，避免上述各种灾害和事故危及行车安全。
该系统还可以与应急通信系统联动，当灾害发生时，辅助指挥人员组织救援工作。
安全防灾监控系统为标准的三级结构，调度所设置安全防灾监控监测中心，管辖整个路局（或整条专线）的安全防灾监测，各车站设置安全防灾监控分机，完成采集本地信息，对本地信息处理、报警、存储等功能。
最末端设置各类传感器，用于采集现场信息。
各类安全防灾监控信息首先通过专线从现场传送至车站，车站将信息汇集后，通过网络传送至调度中心。
二、系统组成及功能铁路防灾安全监控系统由风、雨、雪、地震以及异物侵限现场监测设备，现场监控单元，监控数据处理设备，调度中心设备，传输及网络设备等组成。
2.1、风监测子系统：为防止强风引起脱轨或飞来物造成事故，在高速铁路沿线重点地段设置风速、风向传感器，实时采集风信息，数据超出报警值发出报警，用户确认报警信息和现场情况后，及时采取应对措施，如减速、停车或躲避等。
同时，系统可以在强风影响线路正常行车前预先告警，给调度人员留出决策时间，确定合理、适度的对策，对于预防灾害、保证行车安全和效率会起到重要左右。
2.1.1、风速风向仪传感器性能指标：风速：测量范围：0~60m/s分辨率：0.5m/s精度：±0.5m/s（≤5m/s）±10% （＞5m/s）风向：测量范围：0~360°分辨率：±1°精度：±5°启动风速：0m/s气温：测量范围：-40℃~+60℃分辨率：0.1℃精度：±1℃气压：测量范围：600~1100hpa分辨率：0.4hpa精度：±1.5hpa（+20℃时）2.1.2、输出信号RS485（9600bps，N，8,1）、模拟量输出2.1.3、风速风向仪传感器具备地址设置及查询功能或具有IP地址修改功能。
CRH5客运专线防灾系统
第九章客运专线防灾系统防灾系统由风、雨、雪以及异物侵限监测装置，监控单元，监控数据处理设备，工务终端，调度所设备，传输通道等几部分组成。
其功能组要是自然灾害条件下的灾害预警和防灾安全功能，确保动车组列车安全运行。
是保证高速铁路动车组列车运行安全的重要基础装备之一。
第一节降雨量报警系统一、降雨量报警系统设备组成降雨量报警系统由现场监测装置（雨量计）、数据传输单元、监控单元雨量采集模块等组成。
雨量计通过电缆连接至监控单元。
安装于线路的外侧，距离轨面4±0.1m高，安装方向与线路方向同侧。
二、降雨量报警系统运行原理通过在铁路沿线设置雨量监测点，实时监测雨量数据，并结合雨水对地表、路基等的破坏能力，工务部门提出相应的列车安全运行速度限值，用语音和屏显等方式直观报警、预警，并指导列车安全运行。
三、雷达式雨量计简介1.测量范围气温：-40℃～60℃气压：600hPa～1100hPa降水：0mm/h～200mm/h2.准确度气温：±1℃气压：±1.5hPa（20℃时）降水：5%3.采样速率气温：不少于6次/min气压：不少于6次/min降水：不少于1次/min 图9-1 雨量计（雷达式）4.工作环境温度-40℃～+60℃四、报警要求1.遇有降雨天气，重点防洪地段1h降雨量达到45mm及以上时，列车限速120km/h；1h 降雨量达到60mm及以上时，列车限速45km/h。
当1h降雨量降至20mm及以下、且持续30min 以上时，可逐步解除限速。
列车调度员在得到工务及其他相关专业调度台检查无异常的报告后，及时取消限速或解除线路封锁。
2.遇雨量监测子系统提示雨量监测报警信息时，列车调度员根据报警提示向相关列车发布限速运行的调度命令。
对来不及发布调度命令的列车，立即通知司机限速运行。
司机接到调度命令或通知后，应立即采取措施。
3.列车通过防洪重点地段时，司机要加强瞭望，并随时采取必要的安全措施。
高铁防灾系统
轨旁控制器
电网故障指示灯 现场恢复按钮 现场测试按钮 临时通车指示灯 蜂鸣器
2020/1/19
竖直监测网
L形支架
水平承重网单元
双电网传感器
隧道口双电网传感器 竖直监测电网、H型钢柱、 电网框架 尺寸：2m（宽）x3m （高）
2020/1/19
公铁并行结构双电网传感器 尺寸：1.5m（宽）*0.8m(高) 底部采用钢制法兰盘与地面连接， 中部加强筋，增强阻拦效果
监控主机完成风速风向、雨量等监测信息的采集、初步分析以 及对异物侵限监测传感器的实时状态监测，通过网络上传至监控 数据处理设备。
异物侵限监测继电电路负责检测异物侵限的发生。发生异物侵 限灾害时，触发列控系统，使列车自动停车。
监控主机具备自检和对监测设备检测功能，实现故障诊断、定 位及报警；同时，能够将故障信息上传至监控数据处理设备并接 受监控数据处理设备的集中检测管理。
2020/1/19
（3）雪深计 HSC－SR80深度仪测量从探头到被测目
标表面的距离智能推算出积雪深度，通过发 出超声脉冲，然后再接受回拨，测量这个传 播过程时间。传感器内有温度传感器，测量 的温度对超声波速度进行修正。
2020/1/19
设置规定： 铁路沿线近20年最大积雪深度3cm及以上的区段应设置雪深监测 点。在我国0度等温线（秦岭—淮河）以北地区，雪深监测点平原区 域设置间距宜为30km，山区宜为20km。 雪深监测点宜均匀布设，曲线路堑地段、线路方向与当地冬季主 导风向交叉角度较大的低填方地段、挖方地段、隧道口等处易产生 风积雪处可适当增设。 雪深计宜单台配置。 雪深计可安装于接触网支柱上，实现对轨道板、轨枕等积雪深度 的监测。
雨及异物侵限信息，并采用声光报警方式报警。防灾行调终端具 有下达临时行车和故障复原功能，能尽快恢复正常运行秩序，提 高行车的效率。
铁路防灾系统资料
态。当系统检测到异物侵限，并对故障修复后，调度恢复按钮才能可用。
工务终端
工务终端设于工务处调度室、工务段和桥工段。由工业控制计算机、 打印机、UPS、计算机桌椅等组成。 以图形、文字和声音等方式，提供风、雨、异物侵限及设备故障等 信息和维护预案，并具备信息查询和报表输出功能。
发生灾害时，弹出报警界面，以便提醒维修人员及时采取相应应对
实时接收监控单元上送的各种信 息，并对其进行存储、分析处理、 显示、打印等，并根据信息内容提 供相应级别的灾害报警、预警等信 息，根据列车运行管制规则提供限 速、停运等建议信息，同时将报警、 预警信息上传至调度所。
传输通道
防灾系统传输通道由通信专业提供的SDH（MSTP）专网构成，带宽不低 于2Mbps。
数字记录仪接口板采用交叉冗余方式，监控单元主机采用2X2取2方式
上传至监控数据处理设备
2X2取2的监控单元主机
数字记录仪
数字记录仪
力平衡式加速度计
力平衡式加速度计
监控单元组成与功能
监控单元可同时接入多个不同种类监测设备。 监控单元设备包括监控主机和异物侵限监测继电 电路。 监控主机完成风速风向、雨量等监测信息的 采集、初步分析以及对异物侵限监测传感器的实 时状态监测，通过网络上传至监控数据处理设备。
地震监控子系 统
大风、雨量监测子系统 大风监测子系统使用的风速计安装在接触网支柱上，每个监 测点设置两套风速计，垂直于线路方向布置，距轨面4 m。现场
控制箱采用小型化结构，固定在接触网支柱下部。
当风速超过限制值时，报警信息上传到调度中心，由列车调 度员根据预案发布限速或停运命令。 目前中国高速铁路使用的超声波式风速计兼其雨最监测功能。
铁路防灾安全监控系统
铁路安全监控系统主要功能铁路防灾安全监控系统是专门为高速铁路遇到风、雪、雨等灾害情况实施监测的系统，由于铁路线路的特殊性，风、雪、雨等自然灾害对铁路行车的影响，会由于具体的地形地貌，铁路的防护措施等而变化，因此达到灾害等级的风、雪、雨灾害不一定会影响到铁路运行，而未达到灾害等级的风、雪、雨气候条件却有可能影响到铁路运行。
因此铁路防灾安全系统的建立，不仅是对风、雪、雨气象条件的监测，而是要对实测数据、历史数据、气象预报数据、经验数据等多种数据的综合处理，提供告警预警。
技术特征防灾安全监控系统监控单元、网络汇聚点、调度所构成防灾系统专用局域网。
系统中心上联调度所，下联二级汇聚点，同时负责前端控制器接入，还负责和其他第三方系统安全互联；系统二级汇聚点，负责汇集区段前端控制器数据；调度所为系统远程中心，与CTC、雨量监测系统等进行安全互联；中心-远程中心-二级汇聚间联网采用双星形结构，双设备/双网冗余；汇聚点-前端控制器采用双网冗余接入。
系统能够接收管辖区内的各监控单元上传的风速风向、降雨量、异物侵限等监测信息和设备工作状态;对风、雨、异物侵限等灾害的监测信息进行综合分析处理，根据灾害强度，生成各类报警、预警信息以及相应的行车管制预案并在工务终端上生成文本、图形显示及音响报警;同时，将风、雪、地震、异物侵限等灾害的报警、预警信息以及相应的行车管制预案传送至调度中心防灾终端。
防灾监控数据处理设备在用户界面上图形化地、动态地集中显示全线监测点的监测信息，主要包括各类监测项目的实时变化值及防灾安全监控系统的运行状态;防灾监控数据处理设备提供完善的系统管理功能，包括基础数据维护、系统运行参数配置、用户权限管理和访问日志功能。
知识产权：归属自有应用领域：客运专线、既有铁路铁路防灾安全监控系统结构示意图：1。
铁路防灾系统
列控，具有很高的重要性。因此系统设计时在其可靠性、安全性方面均做了
充分的考虑。 系统由各子系统、通信基站监控单元、防灾安全监控中心系统以及传输
网络设备等组成。从前端控制单元、传输通道到中心数据处理设备、网络设
备均采用了双冗余结构，极大地保证了系统的高可靠性。
号。
异物侵限监测设备－与列控系统接口 接口均采用JWXC-1700型继电器，符合故障-安全原则。列控接口电路
设计符合 《信号系统与异物侵限监控系统接口技术条件》 的要求。
安装方案
安装图片
地震监测子系统
地震监测子系统采用力平衡加速度传感器、强震动记录器及传输线缆等
组成，安装在沿线变电所或分区所。传感器判断出地震信号，将立即作用于
实时接收监控单元上送的各种信 息，并对其进行存储、分析处理、 显示、打印等，并根据信息内容提 供相应级别的灾害报警、预警等信 息，根据列车运行管制规则提供限 速、停运等建议信息，同时将报警、 预警信息上传至调度所。
传输通道
防灾系统传输通道由通信专业提供的SDH（MSTP）专网构成，带宽不低 于2Mbps。
双层电网
地震仪
系统功能
系统功能
风信息的采集 雨信息的采集 雪信息的采集 异物侵限信息的采集 地震信息的采集 列控接口 牵引供电接口 防灾信息存储、报警和显示 防灾信息查询和分析 风预警 综合网管
雨监测子系统
风监测子系统 异物监控子系 统
防灾系统平台
雪灾监测子系 统
防灾范畴
危及高速铁路运行安全的因素：
自然灾害：强风、暴雨、大雪、地震等 异物侵限：公跨铁、公铁并行和隧道口的异物侵入（如翻车、落物落石、滑坡等）
铁路防灾安全监测系统
目录
第一章、 系统介绍 第二章、 系统构成 第三章、 系统功能 第四章、 系统特点 第五章、 技术指标
14
第二章 系统构成
风 雨 异物侵限 地震 雪
。。。
自然灾害和突发事件
灾害预警信息
监测报警
列车限速信息
停运信息
灾害监测
15
灾害预警
运行计划 行车管制 抢险救援 维修依据 列车安全运行
雨量报警阀值（可根据实际情况修改）
（1）小时降雨量监测报警：30～50mm/h。
（2）24小时+小时降雨量监测报警：100～150mm+20～
30mm。
21
第二章 系统构成 2.1 灾害监测传感器
（三）雪深计
HSC－SR80深度仪测量从探头到被测目标表面的距离智能推算出 积雪深度，通过发出超声脉冲，然后再接受回拨，测量这个传播过程时 间。传感器内有温度传感器，测量的温度对超声波速度进行修正。
36
第二章 系统构成
监控数据处理设备
交换机
数据库 服务器
磁盘 阵列
数据库 应用
应用
接口
接口
时钟
服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器
维护 终端
防火墙
防火墙
Routing Artery A
地震监测系统由分布在铁路沿线的 24个监测站、一个位于马赛的中央 站和一个位于国家地震部门内的验 证中心组成。 8
Modem Processing
Unit A
Alarms
Modem
Processing Unit B
TCS Speed Limits
CTC
Modem Routing Artery B
铁路防灾安全监测系统
列车环境风速
列车运行限速
不大于15m/s
正常速度运行
不大于20m/s
限速300km/h
大于25m/s
限速200km/h
不大于30m/s
限速120km/h
芬兰 维莎拉
德国 拉芙特 大于30m/s
严禁列车进入风区或停车
第二章 系统构成
2.1 灾害监测传感器 （一）风向风速计（安装）
防护钢管 数据远程传输单元
目前国内铁路防灾系统的现状是因地区差异不同。比如乌鲁木齐地区受 风灾最为严重，其防风子系统就相对完善与成熟；西南地区的雨量监测系统 就相对完善。
新建的客运专线铁路防灾安全监控系统作为保证行车安全的重要设备 ，陆续在京津、郑西、武广、沪宁、海南东环等铁路应用。
第一章 系统介绍
1.5 设计目的及原则
借鉴国外先进经验，结合我国实际情况，构建安全可靠的铁路防灾安 全监控平台。
HUB
第一章 系统介绍
1.4 国内外现状－日本
日本新干线由COSMOS（类似综合调度系统）的子系统CMS（信息监视 控制装置）。具体监控内容如下：
风速、雨量、积雪 地震 长大隧道火灾 工作人员进出门的金属防护栅及专用钥匙、ID卡 无缝线路温度监控
第一章 系统介绍
1.4 国内外现状－中国
为铁路调度提供一手灾害信息，减少其对铁路高速行车的危害 ，保证铁路运输的安全。
各种灾害监测系统集中，节省资源，统一管理与维护。 建立通用数据库，为数据查询与智能分析提供数据基础。
第一章 系统介绍
1.5 设计目的及原则
《信号系统与异物侵限监控系统接口技术条件》运基信号〔2009〕719号 《高速铁路防灾安全监控系统-公跨铁立交桥异物侵限监测方案》运技基础（2010）739号 《新建时速300-350公里客运专线铁路设计暂行规定》 TG04/2009《铁路客运专线技术管理规定（试行）（300~350km/h部分）》 《CTCS-3级列控系统技术创新总体方案》（铁运〔2008〕73号） 《客运专线列控系统临时限速技术规范（V1.0）》（科技运〔2008〕151号） 《地面气象观测规范》（QX/T61-2007） 《中国数字强震动台网技术规程》 《铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术暂行规定》（铁建设〔2007〕39号） 《信息技术软件生存周期过程》（GB/T8566-2007） 《微型计算机通用规范》（GB/T 9813-2000）
铁路防灾系统
铁路防灾系统第一篇：铁路防灾系统234在工务终端上生成文本、图形显示及音响报警；同时，将风、雨、雪、地震、异物侵限等灾害的报警、预警信息以及相应的行车管制预案传送至调度所防灾终端。
3.3.4存储风、雨、雪、地震等灾害监测数据以及报警、预警及设备故障信息，存储时间不少于3年。
各类报警、预警信息的内容包括灾害种类、发生时间、地段、灾害级别、行车管制预案等。
3.3.5具备对各类信息按指定时段的统计分析功能，并为维护管理人员提供监测报警、预警及设备故障等信息的查询显示和报表打印功能。
3.3.6提供包括基础数据维护、系统运行参数配置、用户权限管理及访问日志等在内的系统管理功能。
3.3.7具有自检和对监测设备、监控单元的故障监测、报警功能。
3.3.8向各监控单元授时，同步监控单元时钟。
3.3.9预留与上级管理部门信息系统的通信接口，传送灾害报警、预警信息及设备故障信息，并根据需要传送灾害监测数据报表。
3.3.10预留与国家气象、地震部门的通信接口，接收灾害预报、预警信息。
3.4调度所设备3.4.1调度所设备由防灾终端、通信接口设备等组成。
789cm≤轨面积雪深度＜17cm时，限速245km/h以下；17cm≤轨面积雪深度＜19cm时，限速210km/h以下；19cm≤轨面积雪深度＜22cm时，限速160km/h以下；22≤轨面积雪深度＜30cm时，限速110km/h以下；轨面积雪深度≥30cm时，停运。
4.3.3行车调度员借助CTC终端和临时限速操作终端，以设置和取消临时限速为手段，使列车自动限速运行。
4.4地震监控子系统4.4.1强震监控监测地震产生的地震动加速度a值，生成强震报警，实现强震应急处置：（1）0.04g≤a＜0.08g时，防灾安全监控系统触发列控、联锁系统使列车紧急制动；（2）a≥0.08g时，触发列控、联锁系统使列车紧急制动、一度停车外，还在牵引变电所内触发牵引供电控制装置使接触网停电。
4.4.2 P波预警与强震监控预留本地P波监测以及接收国家、地方地震台网的P波信息功能，条件具备时，实现P波预警与强震监控。
高速铁路防灾系统-防灾系统的构成及作用原理
高速铁路防灾系统高速铁路防灾安全监控系统作为高速铁路运营调度系统的子系统，在预防灾害对高铁运营的危害方面起着重要的保障作用。
铁路防灾安全监控系统，应能够提供各种自然灾害情报数据，为列车运行控制提供依据；应能够提供各种设备运行状态，以保证列车正常运行；应能够提供有关防灾数据(预警、限速、停运决策信息)，为运行计划调整提供依据。
第一章安装防灾系统的必要性第一节安装防灾系统的必要性安全是交通运输方式的先决条件，是高效运输和持续发展之本，是铁路运输的生命线。
高速铁路由于列车高速度、高密度运行，一旦发生事故，后果相当严重。
随着高速铁路的发展，强风、雨雪、泥石流、地震等自然灾害以及异物侵限，时刻威胁着铁路的运输安全。
高速铁路与普速铁路有很大的不同，为了确保动车组列车高速运行，高速铁路安装了很多先进的设备。
高速铁路防灾安全监控系统是保证铁路安全运行的重要基础设施之一，是集工程气象学、空气动力学、统计学及计算机网络等技术于一体的集成系统。
高速铁路由于运行列车（动车组）速度高，风、雨、雪、异物侵限、地震等自然与人为灾害给列车安全带来的影响更加显著，动车组的运行速度较高，当发生自然灾害或异物侵限时，如果动车组司机不能及时的减速或停车，那么发生的事故将是灾难性的、毁灭性的。
为确保行车安全和旅客人身安全，高速铁路设置防灾安全监控系统显得更加必要。
自然灾害事故如图1-1至图1-6所示。
图1-1 风灾事故图1-2 雨灾事故图1-3雪灾事故图1-4地震事故图1-5泥石流事故图图1-6异物侵限事故第二章防灾系统的构成及作用原理第一节防灾系统的构成高速铁路对行车安全保障体系提出了更高的要求。
除了要求保证线路、机车车辆、牵引供电以及通信信号等设备高安全性外，对各种可能发生的灾害，如自然灾害强风、暴雨、大雪、地震，异物侵限，突发性灾害坍方落石、异物侵入限界、非法侵入等，都要实施全面监测，即建立防灾安全监控系统，实施全面、准确、实时的安全监控，预防灾害的突然袭击。
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-客运专线防灾安全监控系统总体技术方案（暂行）（初稿）1．总则1.1防灾安全监控系统是保证客运专线列车安全、高速运行的重要基础装备之一。
行车调度员根据风雨雪天气、地震灾害、异物侵限等安全环境的实时监测报警、预警信息以及铁道部、铁路局的相关规章制度，指挥列车安全运行；工务维护部门按照防灾安全监控系统提供的相关灾害信息，开展基础设施的巡检、抢险及维修养护工作。
1.2防灾安全监控系统是风监测子系统、雨量监测子系统、雪深监测子系统、地震监控子系统以及异物侵限监控子系统的集成系统，并预留轨温监测子系统的接入条件。
1.3客运专线铁路应根据沿线的气象、地质条件以及线路环境、运营速度，选用相应的子系统，合理构建客运专线防灾安全监控系统。
1.4防灾安全监控系统应与客运专线同步设计、安装、调试及开通运用。
1.5防灾安全监控系统设备应布设于铁路用地界内，现场监测设备的安装不得侵入客运专线的建筑限界。
1.6防灾安全监控系统与其他系统的接口设备故障时，不应影响其他系统的正常运行。
1.7防灾安全监控系统应具有抗雷电及电气化铁路电磁干- 2 -扰的能力。
1.8防灾安全监控系统的构建应支持兼容子系统的接入及其所引起的系统容量、功能等方面的平滑扩展。
1.9防灾安全监控系统现场设备应满足无人值守的要求，具有较完善的故障自诊断和远程维护功能。
2．引用标准《地面气象观测规范》（QX/T61-2007）《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）《地震台站观测环境技术要求》（GB/T 19531.1-2004）《计算机软件开发规范》（GB8566-88）；《微型计算机通用规范》（GB/T 9813-2000）；《国际电联2Mbps 接口通信标准》（ITU—TG.703、G.704）；《电磁兼容试验和测量技术》（IEC61000-4-12）；《计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规范》（GA267）；《外壳防护等级》（GB4208-2008）；《电工电子产品环境试验》（IEC60068-2-14:1984）；《电子计算机场地通用规范》（GB2887-2000）；《铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术暂行规定》（铁建设…2007‟39号）；《CTCS-3级列控系统技术创新总体方案》（铁运…2008‟73号）《客运专线列控系统临时限速技术规范（V1.0）》（科技运- 3 -…2008‟151号）除上述标准和规范外，在防灾安全监控系统设备制造、软件编程以及工程设计中，如涉及到其它强制性国际、国家及行业标准和规范也应执行。
本总体技术方案发布时，所示标准、规范版本均为有效。
所有标准、规范都会被修订，使用本总体技术方案的各方应探讨使用以上标准、规范最新版本的可能性。
3．防灾安全监控系统的总体构成和功能防灾安全监控系统由风、雨、雪、地震以及异物侵限现场监测设备（以下简称：监测设备），现场监控单元（以下简称：监控单元），监控数据处理设备，调度所设备，传输及网络设备等组成，见附图所示。
3.1监测设备3.1.1风、雨、雪、地震监测设备由风速风向（含气温、气压，下同）计、雨量计、雪深计、地震仪等组成。
异物侵限监测设备由异物侵限监测传感器和轨旁控制器组成。
3.1.2风、雨、雪、地震监测设备实时监测风速风向、降雨量、积雪深度、地震动加速度等安全环境数据并通过标准的通信接口传送至监控单元。
异物侵限监测传感器实时监测异物侵限状态并传送至监控单元。
- 4 -3.2监控单元3.2.1监控单元应采用模块化结构，能够根据需要，完成风速风向、降雨量、积雪深度、地震动加速度等监测数据的现场采集、初步分析和处理以及异物侵限监测传感器的实时状态监测。
3.2.2将风速风向、降雨量、积雪深度、地震动加速度等监测数据以及异物侵限监测传感器的实时状态信息传送至监控数据处理设备。
触发列控、联锁系统及牵引供电系统，使列车紧急制动、接触网停电。
3.2.3具备自检和对监测设备工作状态的检测功能，实现故障诊断、定位及报警；同时，能够将故障信息上传至监控数据处理设备并接受监控数据处理设备的集中检测管理。
3.3监控数据处理设备3.3.1监控数据处理设备由数据库服务器、应用服务器、存储设备、工务终端、维护终端、网络设备以及打印机等组成。
3.3.2能够接收管辖区内的各监控单元上传的风速风向、降雨量、积雪深度、地震动加速度、异物侵限监测数据及设备工作状态信息。
3.3.3按设定的报警门限值和业务处理规程，对风、雨、雪、地震、异物侵限等灾害的监测信息进行综合分析处理，根据灾害强度，生成各类报警、预警信息以及相应的行车管制预案并- 5 -在工务终端上生成文本、图形显示及音响报警；同时，将风、雨、雪、地震、异物侵限等灾害的报警、预警信息以及相应的行车管制预案传送至调度所防灾终端。
3.3.4存储风、雨、雪、地震等灾害监测数据以及报警、预警及设备故障信息，存储时间不少于3年。
各类报警、预警信息的内容包括灾害种类、发生时间、地段、灾害级别、行车管制预案等。
3.3.5具备对各类信息按指定时段的统计分析功能，并为维护管理人员提供监测报警、预警及设备故障等信息的查询显示和报表打印功能。
3.3.6提供包括基础数据维护、系统运行参数配置、用户权限管理及访问日志等在内的系统管理功能。
3.3.7具有自检和对监测设备、监控单元的故障监测、报警功能。
3.3.8向各监控单元授时，同步监控单元时钟。
3.3.9预留与上级管理部门信息系统的通信接口，传送灾害报警、预警信息及设备故障信息，并根据需要传送灾害监测数据报表。
3.3.10预留与国家气象、地震部门的通信接口，接收灾害预报、预警信息。
3.4调度所设备3.4.1调度所设备由防灾终端、通信接口设备等组成。
- 6 -3.4.2防灾终端以文本、图形等方式显示风、雨、雪、地震、异物侵限等灾害的报警、预警信息及相应的行车管制预案，并提供音响报警。
3.4.3利用通信接口设备实现与CTC系统、运营调度系统接口，传送相关信息。
3.4.4利用通信接口设备接收铁路时间同步网二级母钟设备的授时信号并向监控数据处理设备授时。
3.5传输及网络设备3.5.1防灾安全监控系统涉及行车安全，应构建带宽不低于2Mbps的业务专网，实现监控单元、监控数据处理设备以及调度所设备间的数据传输。
3.5.2传输网络采用双以太网、TCP/IP协议，网络结构应满足信息传输的实时性要求。
为确保传输网络的可靠性，双网络通道应分别接入不同的业务板卡。
3.5.3传输及网络设备具备10/100Bsae-T通信接口。
3.5.4采取有效措施，防止计算机病毒的侵入与传播。
4.防灾安全监控各子系统功能与运用4.1风监测子系统4.1.1大风监测报警（1）一般情况下，报警时限为风速达到报警门限不大于10 - 7 -秒钟报警；解除报警时限为大风降级后不大于10分钟。
但是，在实际运用中应结合本线的大风特征，及时调整报警时限和解除报警时限。
（2）行车调度员利用调度电话及时向相应列车的司机发布大风临时限速命令；同时，借助CTC系统的调度命令无线传输功能，将大风临时限速命令及时传送至相应列车。
4.1.2大风监测预警在积累一个完整风季的气象数据基础上，系统应具备大风预警功能并满足以下要求：（1）风速变化快的强对流短时大风，预警时间不少于2min；（2）风速变化慢的季节性大风，预警时间不少于5min；（3）行车调度员借助CTC终端和临时限速操作终端，以设置和取消临时限速为手段，使列车自动限速运行；同时，可借助CTC系统的调度命令无线传输功能，将大风预警临时限速命令及时传送至相应列车。
4.1.3大风临时限速规定按照《京津城际铁路技术管理暂行办法》（铁科技…2008‟99号）第170条执行，即：列车在环境风风速不大于15m/s时，可以正常速度运行；风速不大于20m/s时，限速300km/h；风速不大于25m/s时，限速200km/h；风速不大于30m/s时，限速120km/h；风速大于30m/s时，严禁列车进入风区或停车。
4.2雨量监测子系统- 8 -4.2.1在积累一个完整雨季雨量数据基础上，正确判断可能发生的水害类型，科学分析降雨量与水害发生的关系，合理确定雨量监测报警方式和门限。
4.2.2对于存在水冲线路及路堤、路堑坍塌等类型水害的线路，采取小时降雨量及24小时降雨量+小时降雨量监测报警。
4.2.3小时降雨量监测报警，报警门限参考值30～50mm/h。
24小时降雨量+小时降雨量监测报警，报警门限参考值100～150mm+20～30mm。
4.2.4根据降雨对基础设施的影响情况，适时修订“小时降雨量”和“24小时降雨量+小时降雨量”报警门限值，或针对发生的水害类型，研究提出其他雨量监测报警方式和报警门限值，并建立不同强降雨条件下的行车管制预案和维护管理规定。
4.2.5强降雨行车管制预案未建立前，雨量监测报警信息仅在工务终端显示；强降雨行车管制预案建立后，在调度所防灾终端上显示雨量监测报警信息及其对应的行车管制预案。
4.2.6行车调度员借助CTC终端和临时限速操作终端，以设置和取消临时限速为手段，使列车自动限速运行；同时，可借助CTC系统的调度命令无线传输功能，将强降雨临时限速命令及时传送至相应列车。
4.3雪深监测子系统4.3.1雪深监测子系统具有积雪深度监测报警功能。
4.3.2首列车，积雪深度报警门限及限速参考值：- 9 -9cm≤轨面积雪深度＜17cm时，限速245km/h以下；17cm≤轨面积雪深度＜19cm时，限速210km/h以下；19cm≤轨面积雪深度＜22cm时，限速160km/h以下；22≤轨面积雪深度＜30cm时，限速110km/h以下；轨面积雪深度≥30cm时，停运。
4.3.3行车调度员借助CTC终端和临时限速操作终端，以设置和取消临时限速为手段，使列车自动限速运行。
4.4地震监控子系统4.4.1强震监控监测地震产生的地震动加速度a值，生成强震报警，实现强震应急处置：（1）0.04g≤a＜0.08g时，防灾安全监控系统触发列控、联锁系统使列车紧急制动；（2）a≥0.08g时，触发列控、联锁系统使列车紧急制动、一度停车外，还在牵引变电所内触发牵引供电控制装置使接触网停电。
4.4.2 P波预警与强震监控预留本地P波监测以及接收国家、地方地震台网的P波信息功能，条件具备时，实现P波预警与强震监控。
4.4.3强震应急处置范围（1）强震应急处置范围应不小于按相应抗震标准设计建造的土建工程范围；（2）强震应急处置范围为生成强震报警的监测点位置向上- 10 -下行方向各延伸不小于20km。
4.4.4 震后辅助评估根据地震监测数据，结合沿线场地、地震历史数据及气象条件等基础信息，实现震后辅助评估。
4.5 异物侵限监控子系统4.5.1 监测侵入铁路限界的异物，触发列控、联锁系统使列车产生紧急制动并在发生异物侵限事故所对应的闭塞分区外方停车。